Lasersystem

• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: Funded in 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 240951723

Wie laufen chemische Reaktionen bei niedrigsten Temperaturen ab? Aus klassischer Sicht werden die Reaktionspartner mit abnehmender Temperatur immer langsamer, bis jedwede Dynamik zum Erliegen kommt. Einerseits ist bekannt, dass die klassischen Modelle an Bedeutung verlieren, wenn der Welle-Teilchen Dualismus an Bedeutung gewinnt. Andererseits werden Quanteneffekte oftmals mit lediglich kleinen Korrekturtermen in Verbindung gebracht, so als würde die Heisenbergsche Unschärferelation noch etwas Wechselwirkung ermöglichen. Es wird jedoch vorhergesagt, dass in dem Regime, in dem Quanteneffekte dominieren, die Chemie völlig andersartigen Regeln folgt. Reaktionspartner können nicht mehr als kollidierende Kugeln beschrieben werden, sondern vielmehr als Wellenpakete, die sich durch Interferenz überhöhen oder sogar aufheben können. Energiebarrieren müssen nicht mehr niedriger sein als die kleinste zur Verfügung stehende kinetische Energie, sondern können effizient durchtunnelt werden. Ein viel versprechendes System solche Quanteneffekte zu untersuchen besteht aus lasergekühlten Atomen und Ionen. Bisher mussten diese jedoch in zwei unterschiedlichen Fallen zum räumlichen Überlapp gebracht werden. Dadurch treten fundamentale Heizprozesse zwischen den unterschiedlich gefangenen Teilchen auf. Diese verhindern bisher das Erreichen des Quantum Regimes und werden für nahezu alle Atom-Ionen Kombinationen unüberwindlich bleiben. Wir haben gezeigt, dass Ionen und Atome in identischen Fallen gefangen werden können, in denen diese Heizeffekte dann entfallen. Wir schlagen vor, die Quanteneffekte der ultrakalten Chemie in gemeinschaftlichen, optischen Fallen zu studieren und erbitten das dafür notwendige Lasersystem.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: Lasersystem
• Instrumentation Group: 5700 Festkörper-Laser
• Applicant Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Leader: Professor Dr. Tobias Schätz